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活性炭/石墨辅助污泥电渗深度脱水实验研究

活性炭/石墨辅助污泥电渗深度脱水实验研究

作者：屈园浩东华大学

学位级别：硕士

随着社会的不断发展,城市污水处理技术的提升,污泥年产量也在不断的快速升高。有关数据表明,在2018年时,我国污泥的年产量达到了近1000万t,三年后,我国污泥年产量增长至7000万t,预计在2025年时我污泥年产量可达到1亿t。当前,常用的污泥... 详细信息

随着社会的不断发展,城市污水处理技术的提升,污泥年产量也在不断的快速升高。有关数据表明,在2018年时,我国污泥的年产量达到了近1000万t,三年后,我国污泥年产量增长至7000万t,预计在2025年时我污泥年产量可达到1亿t。当前,常用的污泥处置技术主要是土地利用、干化焚烧、卫生填埋等。而土地利用、干化焚烧、卫生填埋等处置技术都需要把污泥含水率降低至一定范围内,因此,污泥处理处置的重点主要在降低污泥含水率方面。传统的污泥脱水方法是机械脱水,但仅能将污泥含水率降低至70%～80%。而将机械压力与电渗透脱水结合起来,可以将污泥含水率进一步降低至60%以下,但其脱水后期能耗大、阳极材料腐蚀等问题也制约其实际应用。因此,需要寻求更加高效节能的污泥脱水方案。本研究选定活性炭与石墨作为污泥的物理调理剂,结合脉冲电场对污泥深度脱水进行实验研究。前期预实验采用不同粒径活性炭探究活性炭粒径的大小对污泥脱水的影响,确定出最佳粒径参数。活性炭与石墨分别具有优良的吸附性与导电性,因此采用活性炭、石墨、活性炭参杂石墨对污泥进行调理,取调理后的污泥37.5g,在恒压30V的直流电下进行电渗透脱水。通过记录实验过程中的电流、泥饼温度、泥饼分压、滤液质量随时间的变化曲线,探究活性炭与石墨对污泥电渗透脱水的作用机理。此外,通过检测实验后泥饼p H值、泥饼电导率、泥饼厚度分析活性炭与石墨对实验后泥饼的影响。利用扫描电镜对真空冷冻干燥后的泥饼进行观察其阴阳极表面形貌的变化情况。通过三维荧光光谱仪与总有机碳分析仪对经过0.45μm过滤后的滤液进行测定,对比其不同工况下滤液内部总有机碳、蛋白质以及有机物组分的变化规律。利用电感耦合等离子体原子发射仪对阴极滤液中Cu、Mn、Cr、Ni、Cd、Zn、Hg、Pb等8种常见重金属元素含量进行了测定,研究了活性炭与石墨对重金属的吸附作用。综合不同工况下泥饼含水率的对比分析,确定活性炭与石墨的最佳投加参数。根据活性炭与石墨的最佳投加参数进一步优化活性炭与石墨的投加比例与投加量,改变波形(正弦波/方波)与占空比(20%、40%、60%、80%、100%)进一步研究物理调理剂联合脉冲电场对污泥电渗透脱水的影响。记录实验中电流、泥饼温度、泥饼两端电压、滤液质量随时间的变化和实验后泥饼的厚度、泥饼p H、泥饼电导率变化以及阴极滤液p H、阴极滤液TOC值、阴极滤液3D-EEM分析进一步探究活性炭(石墨)辅助污泥电渗深度脱水影响。结果表明,活性炭相比石墨具有更好的降低污泥含水率效果,当活性炭投加量为5%DS时,脱水效果最优,污泥表观含水率降为41.0wt.%。活性炭与石墨都能够提升污泥的导电性能,石墨相比活性炭对污泥导电性的提升更强,因此投加石墨作为物理调理剂使泥饼中的温度更高,进一步破坏了污泥胞外的絮体结构,使胞外聚合物中的有机物组分释放出来;活性炭的吸附能力强于石墨,对污泥内的有机物组分、粘性蛋白质、重金属(Cu、Mn、Cr、Ni、Cd、Zn、Hg和Pb)等物质具有截留作用,根据阴极滤液的流出速率、滤液总有机碳、滤液3D-EEM分析显示出,活性炭对于提升滤液排出速率、吸附有机物的能力均高于石墨,而活性炭与石墨参杂的效果则在者之间。活性炭联合脉冲电场可以进一步的降低泥饼的含水率以及能耗,其中活性炭投加量为5%DS,波形为方波,80%占空比为最佳工况。在脉冲电场下,随着占空比的增大泥饼的含水率整体呈现出先增大后放缓的趋势,与阴极滤液质量变换规律一致;而随着活性炭碳投加量的增大,泥饼含水率可进一步降低。对实验后阴极滤液进行p H、总有机碳、三维荧光光谱测定,结果表明,随着占空比的增大(方波/正弦波),阴极滤液p H值逐渐升高,且随着活性炭的投加量增多,阴极滤液p H值会进一步提高;随着占空比的增加(方波/正弦波),电化学反应增强,使得污泥内部的有机物被释放出来,同时也促进污泥内水分释放出来,导致滤液中总有机碳值逐渐降低,活性炭的加入可以截留有机组分,从而进一步的降低了滤液中总有机碳值;活性炭投加量的增多可以降低阴极滤液中的色氨酸样蛋白与芳香族蛋白荧光强度,在方波下,随着占空比的升高,阴极滤液中的色氨酸样蛋白与芳香族蛋白荧光强度逐渐降低,而在正弦波条件下则呈现出相反的趋势。综上所述,活性炭/石墨辅助污泥电渗深度脱水实验研究中,最佳参数为投加5%DS活性炭、波形为方波、占空比为80%、频率为50Hz。在此工况下,泥饼含水率为40.3 wt.%,其脱水能耗为0.27649 Kwh/Kg,相比未投加,100%DR条件下,节约能耗0.11933 Kwh/Kg

关键词：电渗透活性炭石墨污泥脱水滤液废物处理电化学

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活性炭/石墨辅助污泥电渗脱水研究

化工学报 2023年第7期74卷 3038-3050页

作者：屈园浩邓文义谢晓丹苏亚欣东华大学环境科学与工程学院上海201620

以活性炭、石墨以及两者不同比例的混合物为添加剂,研究了不同配比添加剂对污泥电渗脱水性能以及滤液品质[总有机碳(TOC)含量、重金属浓度、有机物组成等]的影响机理。结果表明,活性炭与石墨都能够提升污泥的脱水性与导电性,其中相较于... 详细信息

以活性炭、石墨以及两者不同比例的混合物为添加剂,研究了不同配比添加剂对污泥电渗脱水性能以及滤液品质[总有机碳(TOC)含量、重金属浓度、有机物组成等]的影响机理。结果表明,活性炭与石墨都能够提升污泥的脱水性与导电性,其中相较于石墨,单独投加活性炭对泥饼的含水率降低最为明显,当投加量为5%污泥干重(DS)时,脱水效果最优,泥饼真实含水率由无投加时的46.0%(质量)降为42.2%(质量),污泥表观含水率降为41.0%(质量)。活性炭或石墨投加可显著降低阴极电渗滤液的TOC和重金属浓度,其中活性炭效果最优,石墨效果最弱。当活性炭投加量从0%DS增加至20%DS时,阴极滤液TOC含量从3740.4 mg/L降至2160.0 mg/L,而Cu、Mn、Cr、Ni、Cd、Zn、Hg和Pb等重金属元素浓度的降幅为57%~100%。研究成果将为含碳材料强化污泥电渗脱水提供基础数据支撑,并为污泥电渗脱水技术推广应用奠定理论基础。

关键词：电渗透活性炭石墨污泥脱水滤液废物处理电化学

联合通道随机关闭和反卷积的水平阵波达方位估计

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声学学报 2024年第1期49卷 1-15页

作者：屈嵩岳郭良浩董阁中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

针对阵元位置失配时反卷积常规波束形成方法会在旁瓣位置产生能量较高的伪信号特征的问题,提出了一种联合通道随机关闭和反卷积的水平阵波达方位估计方法,计算不同方向的加权向量时在阵列孔径不变的前提下随机关闭一定数目的阵元。该方... 详细信息

针对阵元位置失配时反卷积常规波束形成方法会在旁瓣位置产生能量较高的伪信号特征的问题,提出了一种联合通道随机关闭和反卷积的水平阵波达方位估计方法,计算不同方向的加权向量时在阵列孔径不变的前提下随机关闭一定数目的阵元。该方法能保持点传播函数字典矩阵在对角线附近的结构不变,在矩阵其他区域引入噪声,从而抑制伪信号特征的产生。仿真实验证实,在可工作范围内,该方法相比于反卷积常规波束形成能大幅抑制背景能量,显著提高目标信号峰值背景对比度。此外,利用SWellEx96实验数据进一步验证了该方法抑制背景能量和实现目标信号检测的优良性能。

关键词：波达方位估计反卷积波束形成阵元位置误差

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改进RRT算法的机械臂路径规划

组合机床与自动化加工技术 2024年第5期 60-64,70页

作者：栾庆磊郭继智屈紫浩史艳琼陈中安徽建筑大学机械与电气工程学院合肥230601 安徽建筑大学安徽省工程机械智能制造重点实验室合肥230601

为解决快速拓展随机树(RRT)算法随机性强,收敛速度慢和结果可行性差等问题,提出了一种基于全局自适应步长与目标偏置采样的改进型RRT算法。首先,利用环境信息自适应的计算初始步长,同时在拓展过程中利用节点周围障碍物信息调整当前步长... 详细信息

为解决快速拓展随机树(RRT)算法随机性强,收敛速度慢和结果可行性差等问题,提出了一种基于全局自适应步长与目标偏置采样的改进型RRT算法。首先,利用环境信息自适应的计算初始步长,同时在拓展过程中利用节点周围障碍物信息调整当前步长,以增强对地图的探索能力;其次,通过目标偏置采样结合改进的最近点选取策略提高算法的搜索效率,快速生成一条从起始点到目标点的路径;随后,对生成路径进行两次冗余点移除并结合最大曲率约束减少路径代价和转折角;最后,利用基于最小二乘法的五次多项式拟合对其进行优化,进一步提高路径的可行性。在机械臂上进行仿真实验,结果表明在三维空间下改进RRT算法相较于传统RRT算法,路径代价减少38.1%,规划时间减少68.4%,节点个数减少77.4%,验证了算法的有效性。

关键词：机械臂路径规划 RRT 自适应步长最近点选取

基于AHP法高职汽车专业实训课课程思政质量评价体系研究

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汽车知识 2024年第2期 151-154页

作者：屈家浩王飞鲁磊马盼盼安徽职业技术学院

课程思政质量评价是衡量课程思政建设成果的关键步骤。文章以高职汽车专业实训课课程思政为研究对象，利用层次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）从价值认同、素养提升、技能提升等3个一级指标维度及10个二级评价指标维度，构... 详细信息

课程思政质量评价是衡量课程思政建设成果的关键步骤。文章以高职汽车专业实训课课程思政为研究对象，利用层次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）从价值认同、素养提升、技能提升等3个一级指标维度及10个二级评价指标维度，构建了多层次评价指标体系，分层构造判断矩阵确定评价指标的权重，通过定性与定量相结合，以提高高职汽车专业实训课课程思政质量评价体系的合理性和科学性。

关键词：汽车实训课课程思政评价体系

工作记忆在听障大学生推理他人心理状态中的作用

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同方期刊数据库

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中国特殊教育 2024年第1期 39-48页

作者：宗清瑶宫慧娜邓柳磨利园岳浩文施玮凌华中师范大学教育学院武汉430079

心理理论影响听障个体的同理心发展、人际交往以及融入社会的程度等。心理理论的加工机制是研究者关注的焦点问题,然而目前研究者对于个体心理理论的加工机制存在争议,有研究支持语义加工在个体推理他人心理状态中起到至关重要的作用,... 详细信息

心理理论影响听障个体的同理心发展、人际交往以及融入社会的程度等。心理理论的加工机制是研究者关注的焦点问题,然而目前研究者对于个体心理理论的加工机制存在争议,有研究支持语义加工在个体推理他人心理状态中起到至关重要的作用,而有的研究则认为工作记忆才是个体在心理理论加工过程中的关键因素。因此,本研究以听障大学生、健听大学生各81名为被试,采取双任务实验范式,通过让被试在规定时间内进行语义加工理解故事内容、推理故事主角的心理状态,同时执行工作记忆任务,考察工作记忆在听障大学生心理理论中的作用。结果发现,对于听障大学生而言,推理他人心理状态的负荷干扰程度更为严重,语义加工不足以支撑其推理他人的心理状态,因此在推理他人心理状态阶段中施以重工作记忆负荷,可导致听障大学生推理他人心理状态的失败。

关键词：工作记忆心理理论听障大学生

模块化多电平变流器IGBT开路故障诊断与定位方法综述

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中国电机工程学报 2024年第4期44卷 1501-1516,I0021页

作者：刘泽浩肖岚江苏省新能源发电与电能变换重点实验室(南京航空航天大学) 江苏省南京市210016

随着模块化多电平变流器(modularmultilevel converter,MMC)在工程领域中广泛应用,绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistors,IGBT)开路故障问题日益突出,并成为制约其稳定运行的主要因素。IGBT开路故障诊断与定位方法作... 详细信息

随着模块化多电平变流器(modularmultilevel converter,MMC)在工程领域中广泛应用,绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistors,IGBT)开路故障问题日益突出,并成为制约其稳定运行的主要因素。IGBT开路故障诊断与定位方法作为及时识别开路故障,保证MMC持续稳定运行的主要手段而被广泛研究。文中首先对MMC的基本结构及IGBT开路故障特征进行介绍和分析,阐明故障子模块电流路径及电容电压变化趋势;其次,以定位故障IGBT使用的方法和手段为依据,对国内外相关主要文献进行分类和归纳,总结不同类型故障诊断方法的优点和不足;最后,对MMC开路故障诊断与定位方法的未来发展方向和趋势进行展望,指出基于硬件、基于模型和基于人工智能的3类诊断方案分别在降低硬件复杂度、提高故障诊断准确率和降低计算量等方面应该重点解决的主要问题和思路。

关键词：模块化多电平变流器子模块 IGBT开路故障故障诊断与定位方法

基于跨模态互译渲染模型的预训练视觉翻译技术

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软件导刊 2024年第6期23卷 59-66页

作者：屈梦楠靳宇浩胡勃宁河北科技大学信息科学与工程学院河北石家庄050018

如何在保证风格不变的情况下将图片中的外文替换为中文是一个有趣并富有挑战的问题。为此,针对图像中文本的跨语言转换提出一种预训练视觉翻译技术,结合文字检测、字体识别、OCR、图像修复、机器翻译及图像渲染技术构建跨模态自适应互... 详细信息

如何在保证风格不变的情况下将图片中的外文替换为中文是一个有趣并富有挑战的问题。为此,针对图像中文本的跨语言转换提出一种预训练视觉翻译技术,结合文字检测、字体识别、OCR、图像修复、机器翻译及图像渲染技术构建跨模态自适应互译渲染模型,以保持原文风格和排版样式。首先使用EAST算法定位并提取文字区域;其次采用ResNet识别字体样式,CTC-OCR提取文字内容并由GPT模型进行翻译;最后由LaMa算法修复文字区域后,采用区域坐标渲染算法将翻译文字融入修复图像,实现高质量视觉翻译。由评估员对翻译效果进行定量评估,该方法主观评估分数达到7.90,具有较高准确性。

关键词：视觉翻译多模态 GPT 中文翻译神经网络

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从数据库动物到观光客--东浩纪访谈

中国图书评论 2024年第4期 10-22页

作者：东浩纪王飞三浦光彦东京株式会社GENGON公司山西大学文学院北海道大学文学院

2023年9月,日本批评家东浩纪在他经营的株式会社GENGON公司二楼办公会议室接受了采访。东浩纪自学生时代开始研究法国哲学思想家雅克·德里达,随后对日本“御宅族”文化、信息媒体、社会评论等相关领域展开了深刻的学术思考。他始终关... 详细信息

2023年9月,日本批评家东浩纪在他经营的株式会社GENGON公司二楼办公会议室接受了采访。东浩纪自学生时代开始研究法国哲学思想家雅克·德里达,随后对日本“御宅族”文化、信息媒体、社会评论等相关领域展开了深刻的学术思考。他始终关注人类与政治之间的关系,并对“人类是一种政治动物”进行了批判,强调人类的“非政治性”或“去政治性”面向,在此基础上指出,作为现代人需要不断地在这种政治性与非政治性之间转换。

关键词：德里达数据库动物 3·11 误配观光客